JPS6038351B2 - 高強度窒化ケイ素質焼結体の製造方法 - Google Patents
高強度窒化ケイ素質焼結体の製造方法Info
- Publication number
- JPS6038351B2 JPS6038351B2 JP52156392A JP15639277A JPS6038351B2 JP S6038351 B2 JPS6038351 B2 JP S6038351B2 JP 52156392 A JP52156392 A JP 52156392A JP 15639277 A JP15639277 A JP 15639277A JP S6038351 B2 JPS6038351 B2 JP S6038351B2
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- JP
- Japan
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- silicon nitride
- sintered body
- raw material
- nitride sintered
- manufacturing
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高強度窒化ケイ素質焼結体の製造方法に関する
。
。
さらに詳しくは窒化ケイ素質原料に炭素を混合して成形
した後非酸化性雰囲気中で熱処理し、焼結してなる高強
度窒化ケイ素質焼結体の製造方法に関する。窒化ケイ素
質暁結体は高温強度に優れた材料であり、近年特に注目
を集めているが市販の窒化ケイ素原料には不純物、例え
ばカルシウム、鉄、マンガン、ケイ素、チタン等の酸化
物が含まれており、このような原料から窒化ケイ素質競
結体を製造すると得られた焼結体は繊密ではあるが前記
の不純物がガラス質部分を形成するため高温強度が不充
分であった。
した後非酸化性雰囲気中で熱処理し、焼結してなる高強
度窒化ケイ素質焼結体の製造方法に関する。窒化ケイ素
質暁結体は高温強度に優れた材料であり、近年特に注目
を集めているが市販の窒化ケイ素原料には不純物、例え
ばカルシウム、鉄、マンガン、ケイ素、チタン等の酸化
物が含まれており、このような原料から窒化ケイ素質競
結体を製造すると得られた焼結体は繊密ではあるが前記
の不純物がガラス質部分を形成するため高温強度が不充
分であった。
この欠点を加良する方法として本発明者等は特願昭第５
２−ｉ９４単号において窒化アルミニウム中で窒化ケイ
素質原料を熱処理する方法を提案したがこの方法は熱処
理温度が高〈窒化ケイ素の粒成長の制御の点で未だ改良
の余地を残している。
２−ｉ９４単号において窒化アルミニウム中で窒化ケイ
素質原料を熱処理する方法を提案したがこの方法は熱処
理温度が高〈窒化ケイ素の粒成長の制御の点で未だ改良
の余地を残している。
本発明者等は上記の点に基づき種々検討した結果、窒化
ケイ素質材料に炭素を混合して成形した後熱処理により
脱酸し、焼結することにより高温強度に優れた窒化ケイ
素質焼結体が得られることを見出した。したがって本発
明は筆化ケイ素質原料に炭素を混合して成形した後非酸
化性雰囲気中熱処理し、盤結してなる窒化ケイ素質競結
体の製造方法に関するものであって、高温強度に優れた
窒化ケイ素質焼結体を提供することを目的とするもので
ある。
ケイ素質材料に炭素を混合して成形した後熱処理により
脱酸し、焼結することにより高温強度に優れた窒化ケイ
素質焼結体が得られることを見出した。したがって本発
明は筆化ケイ素質原料に炭素を混合して成形した後非酸
化性雰囲気中熱処理し、盤結してなる窒化ケイ素質競結
体の製造方法に関するものであって、高温強度に優れた
窒化ケイ素質焼結体を提供することを目的とするもので
ある。
本発明は大別すると４つの主要行程からなる。
すなわち｛１）窒化ケイ素質原料と炭素の混合工程、｛
２）工程‘１ーの混合物の成形工程、（３｝工程｛２）
の成形体の熱処理工程、■工程（３’で熱処理された成
形体の焼結工程である。工程川の混合工程で、窒化ケイ
素質原料とは窒化ケイ素粉末原料あるし、は窒化ケイ素
粉末原料に各種焼結助剤を添加されたものである。窒化
ケイ素粉末原料としては通常市販されているものが用い
られる。また各種焼結助剤としては、酸化マグネシウム
（Ｍｇ０）酸化イットリウム（Ｙ２０３）、酸化アルミ
ニウム（ＡＩ２Ｑ）、酸化イットリウム一酸化アルミニ
ウム、酸化ジルコニウム、ランタン系の希士類元素の酸
化物等が挙げられる。本発明に用いられる炭素としては
カーボンブラック、グラフアィト等が挙げられ、０．１
〜５重量％好ましくは０．５〜３重量％の範囲で用いら
れる。０．１重量％以下では脱酸効果はなく、５重量％
以上では炭素が残りの窒化ケイ素と反応して炭化ケイ素
となり繊密化いこくい。
２）工程‘１ーの混合物の成形工程、（３｝工程｛２）
の成形体の熱処理工程、■工程（３’で熱処理された成
形体の焼結工程である。工程川の混合工程で、窒化ケイ
素質原料とは窒化ケイ素粉末原料あるし、は窒化ケイ素
粉末原料に各種焼結助剤を添加されたものである。窒化
ケイ素粉末原料としては通常市販されているものが用い
られる。また各種焼結助剤としては、酸化マグネシウム
（Ｍｇ０）酸化イットリウム（Ｙ２０３）、酸化アルミ
ニウム（ＡＩ２Ｑ）、酸化イットリウム一酸化アルミニ
ウム、酸化ジルコニウム、ランタン系の希士類元素の酸
化物等が挙げられる。本発明に用いられる炭素としては
カーボンブラック、グラフアィト等が挙げられ、０．１
〜５重量％好ましくは０．５〜３重量％の範囲で用いら
れる。０．１重量％以下では脱酸効果はなく、５重量％
以上では炭素が残りの窒化ケイ素と反応して炭化ケイ素
となり繊密化いこくい。
工程■の成形は常法により行なわれる。工程‘３｝の熱
処理では、成形体から脱酸が行なわれる。この熱処理は
非酸化性雰囲気中、例えば窒素、アルゴン、窒素−アン
モニア雰囲気中で１３００〜１７００００好ましくは１
４００〜１６００ｑＣの温度範囲で行なう。１３００ｑ
ｏ以下では脱酸の効果は少なく、１７００００以上では
窒化ケイ素自体が分解してしまうため好し〈ない。
処理では、成形体から脱酸が行なわれる。この熱処理は
非酸化性雰囲気中、例えば窒素、アルゴン、窒素−アン
モニア雰囲気中で１３００〜１７００００好ましくは１
４００〜１６００ｑＣの温度範囲で行なう。１３００ｑ
ｏ以下では脱酸の効果は少なく、１７００００以上では
窒化ケイ素自体が分解してしまうため好し〈ない。
工程（４｝の焼結工程は常法のホットプレス暁結により
行なわれる。本発明により得られた窒化ケイ素質焼結体
は高温強度が優れているものである。
行なわれる。本発明により得られた窒化ケイ素質焼結体
は高温強度が優れているものである。
以下、実施例に基づき本発明をさらに詳細に説明する。
実施例 １８５％のＱ型窒化ケイ素を含む窒化ケイ素粉
末原料（英国アドバンスト・マテリアルズ・ヱンジニア
リング社製）にカーボンブラック１．５重量％、Ｙ２０
３５重量％およびＡＩ２０３を添加し、アルミナ製ポッ
トおよびアルミナ製ポールで５餌時間混合粉砕した。
末原料（英国アドバンスト・マテリアルズ・ヱンジニア
リング社製）にカーボンブラック１．５重量％、Ｙ２０
３５重量％およびＡＩ２０３を添加し、アルミナ製ポッ
トおよびアルミナ製ポールで５餌時間混合粉砕した。
ここで、ＡＩ２０３の量を、ポットとボールより混入す
る山２０３と最初に添加した量の和が２重量％になるよ
うに最初の山２０３の添加量を制御した。この粉末混合
原料を放射化分析法により分析したところ酸素量は３．
丸重量％であったこの混合された粉末原料を４００ｋ９
／ｃ椎の圧力で金型成形し、４０×４０×１仇舷の成形
板を得た。次いで窒化アルミニウム（山Ｎ）粉末をつめ
た力−ボンルッボにこの成形板を埋め込み、窒素ガス雰
囲気中、１５００ｏｏで６０分間熱処理した。この成形
板を窒化ホウ素（ＢＮ）粉末で表面を被覆されたカーボ
ンモールド（鋳型）を用いて４００ｋ９／の、１７５０
００で２時間ホットプレスして焼給を行なった。得られ
た焼縞体から３×３×４仇肋の角材を切出し、スパン２
仇吻、クロスヘッドスピード０．５肋／ｍｉｎで３点法
による抗折強度試験を行なった。試験温度１２００℃で
８２ｋ９／ｍｉｎの抗折強度を得た。また放射化分析法
により暁結体の酸素分析を行なったところ０．８重量％
であった。この分析値はＹ２０３および山２０３の酸素
量を引いた値である。以下種々の条件により同様の操作
を行なった。結果を第１表に示す。第１表 第１表から明らかなように本発明により得られた窒化ケ
イ素質焼結体は、高温強度が優れているものである。
る山２０３と最初に添加した量の和が２重量％になるよ
うに最初の山２０３の添加量を制御した。この粉末混合
原料を放射化分析法により分析したところ酸素量は３．
丸重量％であったこの混合された粉末原料を４００ｋ９
／ｃ椎の圧力で金型成形し、４０×４０×１仇舷の成形
板を得た。次いで窒化アルミニウム（山Ｎ）粉末をつめ
た力−ボンルッボにこの成形板を埋め込み、窒素ガス雰
囲気中、１５００ｏｏで６０分間熱処理した。この成形
板を窒化ホウ素（ＢＮ）粉末で表面を被覆されたカーボ
ンモールド（鋳型）を用いて４００ｋ９／の、１７５０
００で２時間ホットプレスして焼給を行なった。得られ
た焼縞体から３×３×４仇肋の角材を切出し、スパン２
仇吻、クロスヘッドスピード０．５肋／ｍｉｎで３点法
による抗折強度試験を行なった。試験温度１２００℃で
８２ｋ９／ｍｉｎの抗折強度を得た。また放射化分析法
により暁結体の酸素分析を行なったところ０．８重量％
であった。この分析値はＹ２０３および山２０３の酸素
量を引いた値である。以下種々の条件により同様の操作
を行なった。結果を第１表に示す。第１表 第１表から明らかなように本発明により得られた窒化ケ
イ素質焼結体は、高温強度が優れているものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 窒化ケイ素質原料に、０．１〜５重量％の炭素を混
合して成形した後非酸化性雰囲気中で熱処理し、焼結す
ることを特徴とする高強度窒化ケイ素質焼結体の製造方
法。 ２ 該熱処理を、１３００〜１７００℃において行なう
特許請求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52156392A JPS6038351B2 (ja) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | 高強度窒化ケイ素質焼結体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52156392A JPS6038351B2 (ja) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | 高強度窒化ケイ素質焼結体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5488915A JPS5488915A (en) | 1979-07-14 |
| JPS6038351B2 true JPS6038351B2 (ja) | 1985-08-31 |
Family
ID=15626728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52156392A Expired JPS6038351B2 (ja) | 1977-12-27 | 1977-12-27 | 高強度窒化ケイ素質焼結体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6038351B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59116176A (ja) * | 1982-12-23 | 1984-07-04 | 株式会社東芝 | セラミツクス焼結体の製造方法 |
| CN112159236B (zh) * | 2020-10-19 | 2021-06-11 | 江苏贝色新材料有限公司 | 高导热氮化硅陶瓷基板及其制备方法 |
-
1977
- 1977-12-27 JP JP52156392A patent/JPS6038351B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5488915A (en) | 1979-07-14 |
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